周啟東
蜜蜂是勤勞的,也是可愛的,下面就請同學們來思考一個與蜜蜂有關的數學趣題.
假定有一排蜂房,形狀如圖1,一只蜜蜂在左下角,由于受了點傷,它只能始終向右方(包括右上、右下)爬行,從一間蜂房爬到右邊相鄰的蜂房中去.例如,蜜蜂到1號蜂房的爬法有:蜜蜂→1號;蜜蜂→0號→1號.共有2種不同的爬法.同學們知道蜜蜂從最初位置到4號蜂房共有多少種不同的爬法嗎?
要求出蜜蜂從最初位置到4號蜂房共有幾種不同的爬法,就得由簡到繁、一步一步來.
很明顯,按規(guī)則,蜜蜂從最初位置到0號蜂房只有唯一的一種爬法.從最初位置到1號蜂房有2種不同爬法:蜜蜂→1號;蜜蜂→0號→1號.同樣的道理,蜜蜂從最初位置到2號蜂房有3種不同爬法:蜜蜂→0號→2號;蜜蜂→1號→2號;蜜蜂→0號→1號→2號.蜜蜂從最初位置到3號蜂房有5種不同爬法:蜜蜂→1號→3號;蜜蜂→0號→2號→3號;蜜蜂→0號→1號→2號→3號;蜜蜂→1號→2號→3號;蜜蜂→0號→1號→3號.
現在不難看出,蜜蜂要是想從最初位置爬到4號蜂房,那它在到4號蜂房之前,最后一個落腳點不是2號蜂房就是3號蜂房.所以蜜蜂從最初位置到4號蜂房的不同爬法的總數,就是它從最初位置到2號蜂房的不同爬法的總數與它從最初位置到3號蜂房的不同爬法的總數的和.因此蜜蜂從最初位置到4號蜂房的不同爬法的總數為3+5=8.
如果還有5號蜂房、6號蜂房、7號蜂房……繼續(xù)算下去就會得到下面的一組數:1,2,3,5,8,13,21,34,55,89,
144,….
如果這列數前面再加上一項1,那么就成了很有名的斐波那契數列.
列昂納多·斐波那契是意大利的數學家.他是一個商人的兒子.兒童時代跟隨父親到了阿爾及利亞,在那里他學到了許多阿拉伯的算術和代數知識,從而對數學產生了濃厚的興趣.
長大以后,因為商業(yè)貿易關系,他去過許多國家,到過埃及、敘利亞、希臘、西西里和法蘭西.每到一處他都留心搜集數學知識.回國后,他把搜集到的算術和代數材料,進行研究、整理,編寫成一本書,取名為《算盤之書》,于1202年正式出版.
這本書是歐洲人從亞洲學來的算術和代數知識的整理和總結,它推動了歐洲數學的發(fā)展.從此,阿拉伯數字在歐洲通行起來.
在這本書中有一道“兔子問題”:
一個人到集市上買了一對小兔子,一個月后,這對小兔子長成一對大兔子.然后這對大兔子每過一個月就可以生一對小兔子,而每對小兔子也都是經過一個月可以長成大兔子,長成大兔子后也是每經過一個月就可以生一對小兔子.那么,從此人在市場上買回那對小兔子算起,每個月后,他擁有多少對兔子?
這是一個有趣的問題.可以這么推算:
第一個月后,小兔子剛長成大兔子,還不能生小兔子,所以只有一對大兔子.
第二個月后,大兔子生了一對小兔子,他有了一對小兔子和一對大兔子.
第三個月后,原先的大兔子又生了一對小兔子,上月出生的小兔子也長成了大兔子,他共有一對小兔子和兩對大兔子.
第四個月后,兩對大兔子各生一對小兔子,上月出生的小兔子又長成了大兔子,他共有兩對小兔子和三對大兔子.
第五個月后,三對大兔子各生一對小兔子,上月出生的兩對小兔子也長成了大兔子,他共有三對小兔子和五對大兔子.
……
以此類推,可得到每月兔子對數為一個數列:1,1,2,3,5,8,13,21,34,55,89,144,….
這是一個很有規(guī)律的數列,從第三項起,每一項都是緊接著它的前面兩項的和,這個數列可以無窮盡地向大數發(fā)展.人們?yōu)榱思o念這位“兔子問題”的創(chuàng)始人,就把這個數列稱為“斐波那契數列”.
該數列有很多奇妙的屬性.比如:
隨著數列項數的增加,前一項與后一項之比越來越逼近0.618 033 988 7…….
還有一個性質,從第二項開始,每個奇數項的平方都比前后兩項之積多1,每個偶數項的平方都比前后兩項之積少1.連續(xù)4項中,中間兩項的積與外面兩項積的差是1或-1.
上面的知識同學們懂了嗎?下面的問題就請你們來完成吧!
人民公園的側門口有9級臺階,小聰一步只能上1級臺階或2級臺階,那么小聰上這9級臺階共有多少種不同方法?(參考答案:55)
注:“本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內容請以PDF格式閱讀原文”。